泰山黃前流域典型森林植被土壤化學性質研究

李 錕 高翠玲 王慶華

（菏澤黃河河務局牡丹黃河河務局 山東 菏澤 274000）

0 前言

森林植被類型是影響土壤化學和生物化學性質的主要因素，以往的研究表明，不同的森林植被類型，其土壤化學性質存在一定的差異性。 本文在對不同林分土壤化學性質比較的基礎上，重點比較不同森林植被土壤化學性質的變異性,對該區不同森林土壤化學性質進行評價，同時為城市水源地高效節水及靜水型植被的選擇提供理論依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

本文共選取7 種森林植被類型進行試驗研究，7 種林分類型分別為：側柏，赤松，荒草坡，麻櫟，板栗，赤松五角楓混交林陰陽坡。

1.2 土壤樣品的采集與制備和保存

在所設定的標準地內，按對角線隨機選5 個樣點，挖取0～20cm 層土樣，帶回實驗室，將同一標準地不同樣點的樣品經混合供分析。

從野外取回的土樣，經登記編號后，都需要經過一個制備過程——風干、磨細、過篩、混均、裝瓶，以備各項測定之用。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤全氮量的測定

土壤全氮測定采用半微量開氏法（凱氏定氮法）。

1.3.2 土壤全磷的測定

全磷用酸溶-鉬銻抗比色法。

1.3.3 土壤速效磷的測定

速效磷采用的碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法。

1.3.4 土壤全鉀的測定

采用NaOH 熔融、火焰光度法。

1.3.5 土壤速效鉀的測定

NH4OAC 浸提，火焰光度法。

1.3.6 鈣鎂的測定

鈣鎂用EDTA 容量法測定。

2 結果與分析

2.1 土壤氮素含量分析

土壤中的氮絕大數是儲藏在土壤有機質中的有機態含氮化合物。 在土壤剖面上，土壤中全氮與硝態氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸減少，土壤中的全氮與硝態氮含量呈現一致的趨勢。 這主要歸結于土壤表層生物量富集和生物作用強烈的緣故。 大氣降水給土壤帶來的氮素只占全量的很小部分，土壤母質含量也很小，土壤中的氮素絕大部分是儲藏在土壤有機質的有機態化合物。

土壤全氮的含量表現為：側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林，土壤全氮為側柏林含量最多而板栗林含量最小。 豐富的枯枝落葉可補充土壤養分的耗竭。 側柏林、赤松五角楓混交林陰坡隨著土層厚度的增加含量的變化較明顯，而赤松與板栗林變化較少。 板栗林由于人為的因素如施肥、翻耕及管理措施等勞作使表層土的全氮含量較為均勻。 在土壤剖面上， 土壤中氨態氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增加，氨態氮的含量表現為：赤松五角楓混交林陰坡＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞側柏林＞赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林，不同林分下的氨態氮的含量較為平均， 含量相差不是很多；硝態氮的含量順序為：側柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林。側柏林的硝態氮含量最高。 我國森林土壤研究一般測中速效氮的研究，氨態氨和硝態氮的研究較少。

土壤有機氮含量體現了土壤中可供植物吸收的氮素供應水平。 其高低取決于土壤有機質、全氮含量和有機質的分解速度。 氨態氮和硝態氮在土壤中的轉化和移動具有明顯區別。 土壤中氨態氮含量隨著土層厚度的增加向下逐漸增大，而硝態氮與此相反。

2.2 土壤磷素含量分析

土壤中的磷可分為無機磷和有機磷兩類。 有機磷是植物磷素養分的重要來源，存在于土壤有機質中，磷的含量與有機質含量呈一定的正相關， 土壤速效磷含量是衡量磷素供應的較好指標，主要受土壤有機質含量的影響。 隨著有機質的分解，有機磷可逐步轉化成速效磷供植物吸收利用。 同時，在土壤有機質和微生物參與下的還原作用， 也可以使磷酸高鐵還原而釋放出磷全磷的含量表現為： 赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞板栗林＞荒草坡＞赤松林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陽坡，總體水平差異不顯著；而速效磷的含量表現為：側柏林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞麻櫟林＞赤松五角楓混交林陽坡＞板栗林＞赤松林。

側柏林遠大于其它林分中土壤的速效磷含量。 土壤全磷中只有速效磷能被植物直接吸收利用， 該變化趨勢不是很明顯，也缺乏順次遞增的規律。 這可能與森林植物對磷的吸收和富集有關， 也可能與磷形態轉換和轉換潛能的復雜性有關。 側柏林地的速效磷含量最大，且與其它林地差異顯著。 土壤中全磷含量以及速效磷含量在縱斷面上有向下減少的趨勢，但是也有例外。 荒草坡中全氮和速效氮的含量隨著土層厚度的增加而增加。 這可能跟荒草坡地表裸露，沒有枯枝落葉層有關系； 而板栗林的全氮也呈這種趨勢是由于人為施肥耕作的結果。 土壤中磷含量的變化規律與氮基本一致。

2.3 土壤鉀素含量分析

土壤全鉀量（K2O）能反映土壤鉀素的潛在供應能力。 土壤速效鉀則是土壤全鉀的現實供應指標。 土壤中的全鉀含量為： 赤松五角楓混交林陽坡＞麻櫟林＞赤松林＞板栗林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡； 速效鉀的含量表現為： 板栗林＞側柏林＞赤松五角楓混交林陰坡＞荒草坡＞麻櫟林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽坡＞板栗林。

速效鉀的含量在剖面上的相關性上與氮磷保持一致。 側柏林的速效鉀含量比其它林地的含量要多，側柏林每年向土壤表層提供大量的凋落物，又以豐富的根系補充土壤，因此增加了土壤速效K 含量。制約土壤中鉀含量變化趨勢的是植被的返還能力，在剖面上，隨著深度的加大，生物的返還影響減弱，代之的是成土母質，成土母質的差異導致了上述特點，而鉀的有效性一般隨pH 值得增大而增高。 土壤鉀素中絕大部分是難以利用鉀和緩效鉀，土壤全鉀量主要受母質類型的影響，且和土壤風化程度成反比。 通常用速效鉀含量作為衡量土壤鉀素供應水平的指標。 森林對速效鉀具有正效應。 雖然森林凋落物能歸還土壤鉀素， 但鉀在植物中移動性強，凋落物含鉀量相對較低，并減少交換鉀的固定,從而增加土壤速效鉀土壤速效鉀的含量。 從變異性看，林地對土壤表層及表下層的速效K 改良效果均很顯著，板栗林則通過大量施肥來調整土壤K 素含量。

2.4 土壤中的鈣、鎂含量分析

土壤中鈣鎂的含量分別為：板栗林＞麻櫟林＞側柏林＞赤松林＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松五角楓混交林陽坡＞荒草坡；側柏林＞板栗林＞赤松林＞荒草坡＞赤松五角楓混交林陰坡＞赤松林＞赤松五角楓混交林陽坡。 土層土壤中鈣鎂含量豐富，表層含量明顯高于土壤的背景值。 因為土壤的鹽堿化最基本的表征恰就是鈣鎂在土壤表層的富集。 這種現象可能與土壤中水溶態和代還態鈣鎂具有隨pH 增大而降低的地球化學行為有關。

3 討論與結論

3.1 不同森林植被下土壤化學性質的深度不同，土壤化學特征也不同。 土壤各化學性質在深度一般上表現為，表層土壤的N，P，K 大多高于下層 （全磷和速效磷中荒草坡低于下層，可能與地表破壞有關系）。 不同森林植被類型條件下，氨態氮與全氮的含量相差不是很大，差異不明顯。

但是銨態氮是隨著土壤深度的增加含量增加，而硝態氮與此相反，這可能與母質及林分綜合影響有關。 有機質、微量元素和鈣鎂則有時會出現表層低于地表下層， 且變化不明顯，但上下變化不劇烈，這跟林地地表與地下補給物數量以及特定林份對土壤養分吸收不同有關。

3.2 土地利用方式對土壤的化學性質有較大的景響。在本研究區中，板栗林由于施肥、灌溉等農事活動，氨態氮與硝態氮和有機質含量均較高；全氮、速效鉀和錳含量均較低：而且隨深度的增加土壤化學性質變化不明顯。